JP2006235138A - Plastic primary coated optical fiber and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラスチック光ファイバ素線とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a plastic optical fiber and a method for manufacturing the same.
光が伝送するコアと、前記コアの外周を覆うクラッドとからなる光伝送体である光ファイバ素線は、高速伝送かつ大容量の情報伝達ができることから、様々な分野において用いられている。このような光ファイバにおいて、成型加工性や可撓性,耐衝撃性などに優れた性質を有するとともに、安全かつ低価格であり、また、低伝送損失であるプラスチック光ファイバ素線(Plastic Optical Fiber;POF)が注目されている。 BACKGROUND ART An optical fiber that is an optical transmission body composed of a core that transmits light and a clad that covers the outer periphery of the core is used in various fields because it can transmit information at a high speed and with a large capacity. In such an optical fiber, a plastic optical fiber (Plastic Optical Fiber) that has excellent properties such as molding processability, flexibility, and impact resistance, is safe and inexpensive, and has low transmission loss. ; POF) is drawing attention.
中でも、前記コアが、その中心に向かって屈折率が連続的に高くなるように形成されたグレーデッドインデックス型(Graded Index:GI型)POFは、屈折率を連続的に変化させることで、徐々に光を屈折させてコアに閉じ込めることができたり、媒質中の光の速度が屈折率に反比例することを利用して、光の速度を中心から離れるにつれて速くすることで、斜めに進む光と直進する光とが、光ファイバ素線の一端から他端までに到達する時間を同じにすることで、その伝送波形を崩れにくくすることができたりするために注目されている。 Among them, the graded index (GI type) POF in which the core is formed so that the refractive index continuously increases toward the center thereof is gradually changed by continuously changing the refractive index. Can be refracted into light and confined in the core, or by using the fact that the speed of light in the medium is inversely proportional to the refractive index, the light speed increases with increasing distance from the center. Attention has been paid to the fact that the light that travels straight from the one end to the other end of the optical fiber can be made the same in order to make the transmission waveform difficult to break.
GI型POFを含めたPOFの製造方法は、一般的に、コアとクラッドとをそれぞれ構成するコア材とクラッド材からなるプラスチック光ファイバプリフォーム(以下、プリフォームと称する)を作製し、これを加熱延伸させて線引きすることで所定の径のPOFを製造する。また、このPOFの外周を被覆材で被覆して保護層を形成させると、プラスチック光ファイバコード(または、プラスチック光ファイバ心線)を作製することができる。このように、POFの外周に保護層を形成させると、その耐熱性や対候性を向上させることができる。本発明においては、部材の表面を被覆材で被覆する作業を被覆工程として、以下、説明を行う。 In general, a POF manufacturing method including a GI-type POF is produced by producing a plastic optical fiber preform (hereinafter referred to as a preform) composed of a core material and a clad material that constitute a core and a clad, respectively. A POF having a predetermined diameter is manufactured by drawing by heating and drawing. Moreover, when the outer periphery of this POF is covered with a covering material to form a protective layer, a plastic optical fiber cord (or a plastic optical fiber core wire) can be produced. Thus, when a protective layer is formed on the outer periphery of POF, its heat resistance and weather resistance can be improved. In the present invention, the operation of coating the surface of a member with a coating material will be described below as a coating process.
しかしながら、被覆工程を行う場合には、被覆時に発生する熱や、被覆材である溶融樹脂または、溶融樹脂の流れの不均一性などが影響して、POFに曲げ損失が生じてしまう。そのため、POFの伝送損失が上昇してしまうという問題が生じた。また、従来、POFを製造する場合には、屈折率の異なる重合体成分を複数用いて、それらを順番に重合させて円筒管を作製し、この屈折率の異なる円筒管を同軸上に多重に配した複層管をプリフォームとして、これを加熱延伸させてPOFを製造していた。しかし、このような製造方法では、屈折率の異なる重合体成分同士が形成する界面において、組成の違いによっては白濁が生じる場合があり、このようなプリフォームを用いてPOFを製造した場合には、その伝送損失が上昇してしまうという問題が生じた。 However, when the coating process is performed, bending loss occurs in the POF due to the heat generated during coating, the molten resin as the coating material, or the non-uniformity of the flow of the molten resin, and the like. As a result, there arises a problem that the transmission loss of POF increases. Conventionally, when manufacturing POF, a plurality of polymer components having different refractive indexes are used and polymerized in order to produce a cylindrical tube, and the cylindrical tubes having different refractive indexes are multiplexed on the same axis. POF was produced by heating and stretching the multi-layered pipe as a preform. However, in such a production method, white turbidity may occur at the interface formed by polymer components having different refractive indexes depending on the difference in composition. When POF is produced using such a preform, As a result, the transmission loss increases.
これらの問題を解決する方法として、あらかじめ保護層の役割を担う円筒管(第1部材)の中に、屈折率分布を有し、かつ光を伝送する部材(第2部材)を挿入してプリフォームとし、このプリフォームを延伸することで、円筒管と部材とを同時に線引きしてPOFを製造する方法(例えば、特許文献1参照)や、屈折率の異なる重合体からなる複数の円筒管を用意し、この複数の円筒管を同軸上に配置して、これらを加熱手段により加熱することで互いに融着させながら線引きしてPOFを製造する方法が提案された(例えば、特許文献2参照)。本発明においては、特許文献1および2記載のように、第1部材および第2部材をそれぞれ別工程で作製した後に、これらを嵌め込んでプリフォームを形成し、これを線引きしてPOFを製造する方法を嵌合型POF製造方法と称する。また、2種類の異なる部材を嵌め合わせた際に生じる接触界面を嵌合面と称する。 As a method for solving these problems, a member (second member) having a refractive index distribution and transmitting light is inserted into a cylindrical tube (first member) that plays a role of a protective layer in advance. A method for producing a POF by drawing a preform and stretching the preform at the same time to draw a POF (see, for example, Patent Document 1), or a plurality of cylindrical tubes made of polymers having different refractive indexes. A method has been proposed in which a plurality of cylindrical tubes are arranged on the same axis, and POF is manufactured by drawing them while being fused with each other by heating them (see, for example, Patent Document 2). . In the present invention, as described in Patent Documents 1 and 2, after the first member and the second member are produced in separate steps, a preform is formed by fitting them, and this is drawn to produce a POF. This method is called a fitting POF manufacturing method. A contact interface generated when two different members are fitted together is referred to as a fitting surface.
特許文献1記載の方法では、すでに保護層の役割を担う円筒管が外周に配されたPOFを製造することができるので、被覆材を被覆しなくても、耐熱性や対候性に優れたPOFを得ることができる。したがって、被覆工程が不要のために、被覆時に生じる問題は発生しない。特許文献2記載の方法は、円筒管同士が熱融着されながら線引きが行われるので、重合体を構成する材料にかかわらず円筒管同士が形成する界面での反応が充分に防止されて、単一ポリマードメインの形成が抑えられるために、界面において白濁が発生するのを抑制することができる。
しかし、特許文献1記載の製造方法では、あらかじめ保護層として形成させた第1部材の中空部に第2部材を挿入することで形成される嵌合面において、両者が上手く嵌め合わずに接触する場合があり、このように不整合が生じたプリフォームを用いてPOFを作製した場合には、POFの伝送損失が上昇してしまうという問題が生じる。また、特許文献2記載のPOF製造方法においても、特許文献1と同様に、複数の円筒管同士で形成される界面において不整合が生じてしまい、その結果、POFの伝送損失が上昇してしまうという問題が生じるおそれがあった。 However, in the manufacturing method described in Patent Document 1, the fitting surface formed by inserting the second member into the hollow portion of the first member that is formed in advance as the protective layer contacts the two without fitting well. In some cases, when a POF is produced using a preform with such mismatching, there is a problem that the transmission loss of the POF increases. Also, in the POF manufacturing method described in Patent Document 2, as in Patent Document 1, mismatch occurs at an interface formed by a plurality of cylindrical tubes, and as a result, transmission loss of POF increases. There was a risk that this would occur.
本発明は、第1部材と第2部材とを嵌め合わせる際に形成される嵌合面での密着性に優れたプリフォームを作製し、これを加熱延伸させることで線引きして低伝送損失および曲げ損失を低減させたPOFおよびその製造方法を提供しようとするものである。 The present invention produces a preform having excellent adhesion on the fitting surface formed when the first member and the second member are fitted together, and is drawn by heating and stretching to reduce transmission loss and It is an object of the present invention to provide a POF with reduced bending loss and a method for manufacturing the same.
本発明におけるPOFの製造方法は、コアとクラッドからなる芯材と、この芯材の外周に配される内側パイプとからなる円柱状の第1部材と、前記第1部材の外周に配される円筒状の外側パイプからなる第2部材とをそれぞれ作製し、少なくとも前記第1部材と前記第2部材のいずれか一方を、所定の乾燥条件で減圧しながら乾燥させた後に、前記第2部材の中空部に前記第1部材を挿入してプリフォームとし、これを加熱延伸させて線引きすることでPOFを製造することを特徴とする。また、前記乾燥時における温度は、50℃以上100℃以下であり、その乾燥時間は、10時間以上100時間以下であることが好ましい。 In the POF manufacturing method according to the present invention, a columnar first member including a core material including a core and a clad, and an inner pipe disposed on an outer periphery of the core material, and an outer periphery of the first member are disposed. A second member formed of a cylindrical outer pipe, and after drying at least one of the first member and the second member under reduced pressure under a predetermined drying condition, The first member is inserted into a hollow portion to form a preform, which is heated and stretched to draw POF, thereby producing POF. Moreover, the temperature at the time of the said drying is 50 degreeC or more and 100 degrees C or less, It is preferable that the drying time is 10 hours or more and 100 hours or less.
前記コアを構成する材料が、アクリル系樹脂であり、前記コアが、径方向で中心に向かうにしたがい、次第に屈折率が高くなる屈折率分布を有することが好ましい。前記第2部材を構成する材料が、アクリル系樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ポリメチルメタクリレート/フッ化ビニリデン樹脂を混合した混合材料のうち、1種類または2種類以上使用されていることが好ましい。なお、前記第2部材の厚みが、1mm以上100mm以下であることが好ましい。 It is preferable that the material constituting the core is an acrylic resin, and the core has a refractive index distribution in which the refractive index gradually increases as it goes to the center in the radial direction. It is preferable that the material constituting the second member is one or two or more of a mixed material obtained by mixing an acrylic resin, a vinylidene fluoride resin, and a polymethyl methacrylate / vinylidene fluoride resin. In addition, it is preferable that the thickness of the said 2nd member is 1 mm or more and 100 mm or less.
なお、本発明のPOFは、上記いずれかのPOFの製造方法によって製造されることを特徴とする。 The POF of the present invention is manufactured by any one of the above-described POF manufacturing methods.
本発明によれば、コアとクラッドからなる芯材と、この芯材の外周に配される内側パイプとからなる円柱状の第1部材と、前記第1部材の外周に配される円筒状の外側パイプからなる第2部材とをそれぞれ作製し、少なくとも前記第1部材と前記第2部材のいずれか一方を、乾燥条件として温度を50℃以上100℃以下とし、その乾燥時間を10時間以上100時間以下として減圧しながら乾燥させた後に、前記第2部材の中空部に前記第1部材を挿入してプリフォームとし、これを加熱延伸させて線引きすることでPOFを製造するようにしたので、第1部材および第2部材とがそれぞれ含有している水分または過剰な可塑剤や、嵌合面での泡を充分に除去することができるとともに、各部材により形成される嵌合面の密着性を向上させることができる。これにより、嵌合面での不整合および白濁が低減されたプリフォームを作製することができ、これを加熱延伸させても、水分や可塑剤などが発泡することがないので、結果として、低伝送損失のPOFを製造することができる。 According to the present invention, a columnar first member composed of a core material composed of a core and a clad, an inner pipe disposed on the outer periphery of the core material, and a cylindrical shape disposed on the outer periphery of the first member. A second member made of an outer pipe is respectively produced, and at least one of the first member and the second member is dried at a temperature of 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and the drying time is 10 hours or longer and 100 After drying under reduced pressure for less than the time, the first member was inserted into the hollow part of the second member to form a preform, and this was heated and stretched to draw POF, so that POF was manufactured. Moisture or excess plasticizer contained in each of the first member and the second member and bubbles on the fitting surface can be sufficiently removed, and the adhesion of the fitting surface formed by each member. Improve It is possible. As a result, it is possible to produce a preform with reduced mismatching and white turbidity on the mating surface, and even if this is heated and stretched, moisture, plasticizer, etc. are not foamed. Transmission loss POF can be manufactured.
そして、前記コアを構成する材料が、アクリル系樹脂であり、前記コアが、径方向で中心に向かうにしたがい、次第に屈折率が高くなる屈折率分布を有するようにしたので、より低伝送損失のPOFを製造することができる。 The material constituting the core is an acrylic resin, and the core has a refractive index distribution in which the refractive index gradually increases toward the center in the radial direction. POF can be manufactured.
また、前記第2部材を構成する材料が、アクリル系樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ポリメチルメタクリレート/フッ化ビニリデン樹脂を混合した混合材料のうち、1種類または2種類以上用いるようにし、前記第2部材の厚みが、1mm以上100mm以下であるようにしたので、嵌合面での重合体同士の組成の違いによる白濁の発生が抑制できるため、高強度のPOFを製造することができる。 Further, the material constituting the second member may be one type or two or more types among mixed materials obtained by mixing acrylic resin, vinylidene fluoride resin, polymethyl methacrylate / vinylidene fluoride resin, Since the thickness of the member is 1 mm or more and 100 mm or less, the occurrence of white turbidity due to the difference in the composition of the polymers on the fitting surface can be suppressed, so that a high-strength POF can be produced.
本発明の実施の形態について図を引用しながら説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。図1は、POFの製造工程を説明する工程図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. FIG. 1 is a process diagram for explaining a POF manufacturing process.
図1に示すように、本発明のPOFの製造工程は、第1部材14と第2部材18とをそれぞれ作製する工程と、これらの部材を嵌め合わせてプリフォーム21を作製する嵌合工程20と、このプリフォーム21を加熱延伸させて線引きすることでPOF23を得る延伸工程23とからなる。
As shown in FIG. 1, the POF manufacturing process of the present invention includes a process for manufacturing the
まず、第1部材14および第2部材18とをそれぞれ作製する。図2に、プリフォーム21を作製する際の嵌合工程図を示す。図2に示すように、第1部材14は、芯材30と、その外周を覆うようにして配される内側パイプ材12とからなる。この芯材30は、コア材31とこのコア材31の外周を覆うようにして配されるインナークラッド材32からなる。また、第2部材18は、第1部材14の外周を覆うようにして配される外側パイプ材17からなる。本発明では、芯材30の外周を覆う部材をパイプ材と称し、この芯材30に接する部材を内側パイプ材12とし、その外周に配される部材を外側パイプ材17と称する。
First, the
第1部材14の作製においては、まず、内側パイプ作製工程11において円筒状の内側パイプ材12を作製する。図2に示すように、内側パイプ材12は、プリフォーム21を構成する第1部材14の外殻部分をなすものである。内側パイプ材12を構成する材料や、その形成方法に関しては、後で説明する。
In the production of the
内側パイプ材12を作製した後、芯材作製工程13において、内側パイプ材12の中空部に芯材30を形成させる(図2参照)。まず、インナークラッド材32を生成させるための重合性化合物(以下、インナークラッド材用モノマーと称する)を、内側パイプ材12の中空部に注入し、これを重合させてインナークラッド材32を形成させる。このとき、断面円形の中央が空洞となるようにインナークラッド材用モノマーを重合させてインナークラッド材32を生成させる。なお、重合体へ重合性化合物が接触し、しみ込むなどして重合体が膨張または溶解し、所定の反応が進む塊状重合の一種である界面ゲル重合反応が起こると、この重合反応の進行により、先に形成されていた重合体が溶解する場合がある。この場合には、後述するコア材31の生成反応により、先に形成されたインナークラッド材32がコア材31と一体となって、インナークラッド材32が認められなくなる。
After the
次に、コア材31を生成させるための重合性化合物(以下、コア材用モノマーと称する)を、インナークラッド材32の内側に注入し、これを重合させてコア材31を生成させる。このようにして、内側パイプ材12の内側にコア材31とインナークラッド材32とからなる芯材30を形成させた円柱状であり、かつ多重構造の第1部材14を作製する。続いて、作製した第1部材14を、第1減圧乾燥工程15において減圧しながら乾燥させる。第1減圧乾燥工程15の詳細は、後で説明する。
Next, a polymerizable compound (hereinafter referred to as a core material monomer) for generating the
第2部材18の作製においては、外側パイプ材作製工程16において、円筒状の外側パイプ材17を作製する(図2参照)。外側パイプ材17を構成する材料や、その製造方法に関しては、後で説明する。また、作製した外側パイプ材17を第2減圧乾燥工程19において減圧しながら乾燥させる。第2減圧乾燥工程19においても、後で説明する。
In the production of the
第1部材14と第2部材18とを作製した後に、嵌合工程20において、これらを嵌め合わせてプリフォーム21を作製する(図2参照)。この嵌合工程20では、円筒状の第2部材19の中空部に、第1部材14を挿入する。このようにして作製されたプリフォーム21は、延伸工程22に供され、所定の方法で加熱延伸して線引きすることでPOF23が製造される。
After producing the
図2に示すように、第1部材14は、内側パイプ材12と芯材30とから構成されており、この芯材30はコア材31とインナークラッド材32からなる。本発明においては、第1部材14は、光ファイバ素線において光を伝送する部材である。第2部材19は、円筒中空状の外側パイプ材18からなる。また、第1部材14および第2部材19ともに、各構成材は、その外径および内径が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一になっている。したがって、第1部材14においては、内側パイプ材12の内径はインナークラッド材32の外径に等しく、コア材31の外径はインナークラッド材32の内径に等しい。本発明において、内側パイプ材12と外側パイプ材18とをあわせてパイプ材33と称して、以下、説明を行う。
As shown in FIG. 2, the
本発明においては、第2部材18の中空部に第1部材14を挿入することでプリフォーム21を作製する(図2参照)。このとき、これらの部材の嵌合面となる第1部材14の外周面と、第2部材19の内周面とが密着性に優れており、できるかぎり不整合の発生を抑制することが好ましい。したがって、第1部材14の外径と第2部材19との内径が、できる限り等しい値であるようにすることが好ましい。
In the present invention, the
また、本発明においては、第1部材14の外周面および第2部材18の内周面における表面粗さRaが、ともに0.5μm以下であることが好ましく、できる限りこの値を小さくすることがより好ましい。この表面粗さRaは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さ1だけ抜き取り、隣り合う局部山頂間に対応する平均長さを求め、この多数の局部山頂間の平均値をマイクロメートル(μm)で表したものである。また、この値は、第1部材14の外周面および第2部材18の内周面において、表面粗さRaとする。表面粗さRaが、0.5μmよりも大きい場合には、プリフォーム21の嵌合面において不整合が生じてしまうために、低伝送損失のPOF23を作製することができない。一方で、上記の範囲を満たすように表面粗さRaを調整した第1部材14と第2部材18とを嵌め合わせてプリフォーム21を作製すると、その嵌合面での密着性を向上させることができるので、白濁の発生を抑制することができる。また、嵌合面において両者が接触することで発生する不整合による伝送損失の悪化も抑制することができる。したがって、このように嵌合面での密着性が高いプリフォーム21を用いると、低伝送損失のPOF23を作製することができる。
In the present invention, the surface roughness Ra on the outer peripheral surface of the
第1部材14の外周面および第2部材18の内周面においては、上述のような表面粗さRaを発現するように、適宜表面粗さRaを調整するような研磨処理を行うことが好ましい。例えば、第1部材14の表面粗さRaを上記の範囲内にするためには、芯材30と内側パイプ材12とからなる第1部材14を作製した後に、隣接して配した表面が平滑なパイプで形成される凹みに設置し、このパイプを回転させることで、第1部材14の表面を平滑化させればよい。第2部材18の内周面においては、所望の表面粗さRaとなるように、研磨剤もしくは研磨シートで研磨する方法が挙げられる。この方法は第1部材14にも適用することができる。ただし、本発明では、表面粗さRaを調整する方法に関しては、所望の表面粗さRaを発現させることができる方法であれば特に限定はされない。
On the outer peripheral surface of the
第2部材18である外側パイプ材17においては、その厚みが1mm以上500mm以下であることが好ましく、より好ましくは、1mm以上200mm以下であり、特に好ましくは、1mm以上100mm以下である。厚みが、500mm以上の場合には、耐熱性や対候性に優れたPOF23を得ることができるが、保護層となりうる外側パイプ材17の厚みが厚すぎるので、成型加工性が低下してしまう。また、1mm以下の場合には、薄すぎるために、充分な耐熱性や対候性をPOF23に発現させることができない。
The
図3に示すように、POF23は、芯40とパイプ41より構成される。芯40およびパイプ41は、プリフォーム21を構成する芯材30とパイプ材33が、それぞれ加熱延伸されて線引きされることで形成されたものである。POF23は、芯40と内側パイプ44で構成された部材の最外殻が外側パイプ45で覆われた構造を有する。このとき、外側パイプ45は保護層の役割を果たすので、POF23は、耐熱性や対候性に優れる。なお、図3においては、芯40とパイプ41を構成する各部材間の境界を説明の便宜上示しているが、製造条件などにより境界の明確さは異なり、必ずしも確認できるものでなくてもよい。
As shown in FIG. 3, the
POF23は、芯40が径方向で中心に向かうにしたがい、次第に屈折率が高くなる屈折率分布を有しているものとする。このように、屈折率を連続的に変化させると、光を徐々に屈折させて芯40に閉じ込めることができるとともに、媒質中の光の速度が屈折率に反比例することを利用して、光の速度を中心から離れるにつれて速くすることで、斜めに進む光と直進する光とが、光ファイバ素線の一端から他端までに到達する時間を同じにすることができるので、その伝送波形を崩れにくくすることができる。
The
第1部材14および第2部材18に用いられる材料は、光散乱を生じないように、非晶質のポリマとすることが好ましく、互いに密着性に優れるとともに、耐久性などをはじめとする機械的特性に優れ、かつ耐湿熱性にも優れているポリマであることが好ましい。
The material used for the
芯材30を構成する材料(インナークラッド材用モノマーおよびコア材用モノマー)としては、アクリル系樹脂であることが好ましい。例えば、(メタ)アクリル類エステル類((a)フッ素不含(メタ)アクリル酸エステル、(b)含フッ素(メタ)アクリル酸エステル)などが挙げられる。また、その他の材料として、(c)スチレン系化合物や(d)ビニルエステル類、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールAなどを重合性化合物として用いてもよい。芯材30は、これらのホモポリマー、あるいはこれらモノマーの2種類以上からなる共重合体、あるいは、ホモポリマーおよび/または共重合体の混合物から形成することができる。これらのうち、(メタ)アクリル酸エステル類を重合性モノマーとして含む組成を好ましく用いることができる。
The material constituting the core material 30 (inner clad material monomer and core material monomer) is preferably an acrylic resin. Examples include (meth) acrylic esters ((a) fluorine-free (meth) acrylic acid ester, (b) fluorine-containing (meth) acrylic acid ester), and the like. Further, as other materials, (c) styrene compounds, (d) vinyl esters, bisphenol A which is a raw material of polycarbonates, and the like may be used as the polymerizable compound. The
上記の(a)フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−tert−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ[5・2・1・02,6 ]デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレートなどが挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−tert−ブチル、アクリル酸フェニルなどが挙げられる。 As the above (a) fluorine-free methacrylic acid ester and fluorine-free acrylic acid ester, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, methacrylic acid Examples thereof include cyclohexyl, diphenylmethyl methacrylate, tricyclo [5.2,1.02,6] decanyl methacrylate, adamantyl methacrylate, isobornyl methacrylate, norbornyl methacrylate, and the like. Methyl acrylate, ethyl acrylate, acrylic acid- Examples include tert-butyl and phenyl acrylate.
(b)含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1 −トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレートなどが挙げられる。 (B) As fluorine-containing acrylic ester and fluorine-containing methacrylate ester, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2,3,3,3 -Pentafluoropropyl methacrylate, 1-trifluoromethyl-2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, 2,2,3, Examples include 3,4,4-hexafluorobutyl methacrylate.
(c)スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどが挙げられ、(d)ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテートなどが挙げられる。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性化合物の単独あるいは共重合体からなるポリマの屈折率が、光伝送体に成形されたときに所定の屈折率分布を成形体の中で有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。 (C) Styrene compounds include styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene, and (d) vinyl esters include vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl phenyl acetate, vinyl chloroacetate, and the like. Can be mentioned. Of course, the present invention is not limited to these, and the refractive index of a polymer composed of a polymerizable compound alone or a copolymer may have a predetermined refractive index distribution in the molded body when molded into an optical transmission body. In addition, it is preferable to determine the type and composition ratio.
また、第2部材18を構成する材料、すなわち外側パイプ材を構成する材料が、上記のようなアクリル系樹脂やフッ化ビニリデン樹脂、ポリメチルメタクリレート/フッ化ビニリデン樹脂を混合した混合材料のうち、1種類または2種類以上使用することが好ましい。これらの材料としては、上述のもの意外に、例えば、メチルメタクリレート(MMA)とトリフルオロエチルメタクリレート(FMA)やヘキサフルオロイソプロピルメタクリレートなどのフッ化(メタ)アクリレートとの共重合体がある。また、MMAと,tert−ブチルメタクリレートなどの分岐を有する(メタ)アクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボルニルメタクリレート、トリシクロデカニルメタクリレートなどの脂環式(メタ)アクリレートなどとの共重合体がある。なお、これらのポリマが水素原子(H)を含んでいる場合には、その水素原子が重水素原子(D)に置換されていることが好ましく、これにより伝送損失の低減、特に近赤外領域の波長における伝送損失の低減を図ることができる。また、内側パイプ材を構成する材料においては、上記のいずれの材料も用いることができる。
Moreover, the material which comprises the
さらに、POF23を近赤外光用途に用いるためには、ポリマを構成するC−H結合に起因した吸収損失が起こるために、特許3332922号公報や特開2003−192708号公報などに記載されているような、C−H結合の水素原子を重水素原子やフッ素などで置換したポリマを用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。このようなポリマとしては、例えば、重水素化ポリメチルメタクリレート(PMMA−d8)、ポリトリフルオロエチルメタクリレート(P3FMA)、ポリヘキサフルオロイソプロピル2−フルオロアクリレート(HFIP 2−FA)などを例示することができる。なお、原料となる化合物は、重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に除去されることが望ましい。 Furthermore, in order to use POF23 for near-infrared light, absorption loss due to the C—H bond constituting the polymer occurs, which is described in Japanese Patent No. 3332922 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-192708. By using a polymer in which C—H bond hydrogen atoms are replaced with deuterium atoms or fluorine, the wavelength range causing this transmission loss can be lengthened, and the loss of transmission signal light can be reduced. can do. Examples of such polymers include deuterated polymethyl methacrylate (PMMA-d8), polytrifluoroethyl methacrylate (P3FMA), polyhexafluoroisopropyl 2-fluoroacrylate (HFIP 2-FA), and the like. it can. In addition, in order not to impair the transparency after polymerization of the compound as a raw material, it is desirable that impurities and foreign substances serving as scattering sources are sufficiently removed before polymerization.
本発明においては、重合性化合物を重合させてポリマとする際において、重合開始剤を使用する。重合開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものが各種ある。例えばラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル(BPO)、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート(PBO)、ジ−tert−ブチルパーオキシド(PBD)、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(PBI)、n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルパーオキシ)バラレート(PHV)などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、2,2’−アゾビス(2−メチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2,3−ジメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルヘキサン)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2,3,3−トリメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、3,3’−アゾビス(3−メチルペンタン)、3,3’−アゾビス(3−メチルヘキサン)、3,3’−アゾビス(3,4−ジメチルペンタン)、3,3’−アゾビス(3−エチルペンタン)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジエチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジ−tert−ブチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は、これらに限定されるものではなく、また、2種類以上を併用してもよい。 In the present invention, a polymerization initiator is used when a polymerizable compound is polymerized to obtain a polymer. As the polymerization initiator, for example, there are various types that generate radicals. For example, benzoyl peroxide (BPO), tert-butylperoxy-2-ethylhexanate (PBO), di-tert-butyl peroxide (PBD), tert-butylperoxyisopropyl carbonate (PBI) ) And peroxide compounds such as n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate (PHV). 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylpropane), 2,2′-azobis (2-methylbutane), 2,2′-azobis (2-methylpentane), 2,2′-azobis (2,3-dimethylbutane), 2,2 '-Azobis (2-methylhexane), 2,2'-azobis (2,4-dimethylpentane), 2,2'-azobis (2,3,3-trimethylbutane), 2,2'-azobis (2 , 4,4-trimethylpentane), 3,3′-azobis (3-methylpentane), 3,3′-azobis (3-methylhexane), 3,3′-azobis (3,4-dimethylpentane), 3,3'-azobis 3-ethylpentane), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), diethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), di-tert-butyl-2,2 ′ -Azo compounds such as azobis (2-methylpropionate). In addition, a polymerization initiator is not limited to these, Moreover, you may use 2 or more types together.
ポリマとしたときの機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために、重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには、連鎖移動剤を使うことができる。連鎖移動剤については、併用する重合性モノマーの種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各モノマーに対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマハンドブック第3版(J.BRANDRUPおよびE.H.IMMERGUT編、JOHN WILEY&SON発行)を参照することができる。また、該連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和47年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。 In order to keep various physical properties such as mechanical properties and thermophysical properties of the polymer uniform throughout, it is preferable to adjust the degree of polymerization. A chain transfer agent can be used to adjust the degree of polymerization. About a chain transfer agent, according to the kind of polymerizable monomer used together, a kind and addition amount can be selected suitably. For the chain transfer constant of the chain transfer agent for each monomer, reference can be made to, for example, Polymer Handbook 3rd Edition (edited by J. BRANDRUP and EH IMMERGUT, published by JOHN WILEY & SON). The chain transfer constant can also be obtained by experiment with reference to Takayuki Otsu and Masaaki Kinoshita "Experimental Method for Polymer Synthesis", Kagaku Dojin, published in 1972.
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類(例えば、n−ブチルメルカプタン、n−ペンチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ラウリルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタンなど)、チオフェノール類(チオフェノール、m−ブロモチオフェノール、p−ブロモチオフェノール、m−トルエンチオール、p−トルエンチオールなど)などを用いることが好ましい。特に、n−オクチルメルカプタン、n−ラウリルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、C−H結合の水素原子が重水素原子やフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は2種類以上を併用してもよい。 Examples of the chain transfer agent include alkyl mercaptans (for example, n-butyl mercaptan, n-pentyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan), thiophenols (thiophenol, m-bromothio). Phenol, p-bromothiophenol, m-toluenethiol, p-toluenethiol, etc.) are preferably used. In particular, it is preferable to use an alkyl mercaptan such as n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, and tert-dodecyl mercaptan. A chain transfer agent in which a hydrogen atom of a C—H bond is substituted with a deuterium atom or a fluorine atom can also be used. Of course, the chain transfer agent is not limited to these, and two or more of these chain transfer agents may be used in combination.
前述した重合開始剤や連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量については、用いるコア用ポリマである重合性化合物の種類などに応じて、好ましい範囲を適宜決定することができる。本実施形態においては、重合開始剤は、芯材30の重合性化合物に対して、0.005〜0.050質量%となるように添加しているが、この添加率を0.010〜0.020質量%とすることがより好ましい。また、前記連鎖移動剤は、芯材30の重合性化合物に対して、0.10〜0.40質量%となるように添加しているが、この添加率を0.15〜0.30質量%とすることがより好ましい。
About each addition amount of the polymerization initiator mentioned above, a chain transfer agent, and a refractive index regulator, a preferable range can be determined suitably according to the kind etc. of the polymeric compound which is a polymer for cores to be used. In this embodiment, although the polymerization initiator is added so that it may become 0.005-0.050 mass% with respect to the polymeric compound of the
その他、内側パイプ材12、外側パイプ材17、および芯材30、もしくはそれらの一部には、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、芯材30もしくはその一部に耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。該化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、例えば、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として用いることができる。これらの添加剤も、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、重合することによって、上記の各部材、もしくはそれらの一部に含有させることができる。
In addition, other additives can be added to the
また、インナークラッド42を形成するインナークラッド材31とコア42を形成するコア材31とにおいては、各ポリマのうち少なくともいずれか一方には、屈折率調整剤(以下、ドーパントと称する)を各所定量混合する。このドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。コア材31のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、コア材31の主成分となるポリマに対して0.01重量%以上25重量%以下とすることが好ましく、1重量%以上20重量%以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。
Further, in the inner
本実施形態においては、ドーパントとしては高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与せず、溶融状態のポリマ中で所定の拡散速度を有する低分子化合物を用い、これを添加することによりコア42の径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、モノマーに限定されず、オリゴマー(ダイマー、トリマーなどを含む)であってもよい。したがって、モノマーの状態ではコア材用モノマーやコア材31との重合反応性を有していても、これがオリゴマーとなったときにはこれらと重合しないものであればこのようなオリゴマーをドーパントとすることができる。
In the present embodiment, as the dopant, a low molecular compound having a high refractive index, a large molecular volume, not participating in polymerization, and having a predetermined diffusion rate in a molten polymer is used. The refractive index in the radial direction is changed. The dopant is not limited to a monomer, and may be an oligomer (including a dimer and a trimer). Therefore, even if it has polymerization reactivity with the monomer for the core material or the
ドーパントの具体的な例としては、安息香酸ベンジル(BEN)、硫化ジフェニル(DPS)、リン酸トリフェニル(TPP)、フタル酸ベンジル−n−ブチル(BBP)、フタル酸ジフェニル(DPP)、ジフェニル(DP)、ジフェニルメタン(DPM)、リン酸トリクレジル(TCP)、ジフェニルスルホキシド(DPSO)などが挙げられ、中でも、BEN、DPS、TPP、DPSOが好ましい。なお、芯材30におけるドーパントの濃度および分布を調整することで、POF23の屈折率を所望の値に変化させることができる。
Specific examples of the dopant include benzyl benzoate (BEN), diphenyl sulfide (DPS), triphenyl phosphate (TPP), benzyl-n-butyl phthalate (BBP), diphenyl phthalate (DPP), diphenyl ( DP), diphenylmethane (DPM), tricresyl phosphate (TCP), diphenyl sulfoxide (DPSO) and the like. Among these, BEN, DPS, TPP, and DPSO are preferable. The refractive index of the
プリフォーム21およびPOF23の製造方法について説明する。ただし、本発明は、ここに示す形態に限定されるものではない。まず、プリフォーム21を構成する第1部材14および第2部材18をそれぞれ作製する。第1部材14を作製する際には、まず内側パイプ材作製工程11において内側パイプ材12を作製する。このとき、外径精度などに優れる真空サイジングダイを用いたアウターダイ減圧吸引方式である真空サイジング法で行うことが好ましい。
A method for manufacturing the
図4に、パイプ材製造ライン50を示す。パイプ材製造ライン50は、溶融押出装置51と押出ダイス52と成形ダイス53と冷却装置54と引取装置55と減圧乾燥装置56とを備える。まず、内側パイプ材用モノマーを溶融押出装置51に投入する。投入された前記モノマーは、溶融押出装置51の内部で溶融された後に、押出ダイス52より押出されて成形ダイス53に送り込まれる。この成形ダイス53には、成形管57が備えられており、この成形管57内で前記モノマーが成形されて、円筒中空状の成形体が形成される。成形ダイス53には真空ポンプ58が備えられており、前記モノマーが成形される際には、この真空ポンプ58を用いて真空引きすることが好ましい。このように真空引きをしながら成形すると、厚みが一定の内側パイプ材12を得ることができる。この成形体を冷却装置54に送り込み冷却すると、成形体が冷却固化されて円筒中空状の内側パイプ材12が作製される。
FIG. 4 shows a pipe material production line 50. The pipe material production line 50 includes a
この内側パイプ材12を減圧乾燥装置56により減圧しながら乾燥する。減圧乾燥装置56には、その内部を所定の減圧度になるように減圧を行うことができる真空ポンプ(図示しない)と、その内部温度を所定の温度となるように調整することができる温度調節機(図示しない)とが備えられている。乾燥時には、乾燥効率を低下させないために、その内部減圧度を10kPa以下に保持することが好ましく、被乾燥物の揮発分による蒸気圧が生じる場合は、適宜調整することが好ましい。この乾燥時における温度は、50℃以上100℃以下であることが好ましく、この範囲を満たすように調整すればよいが、より好ましくは、パイプ材に用いるポリマのTg付近の温度とすることである。
The
さらに、乾燥時間は、10時間以上100時間以下とすることが好ましい。なお、第2部材18である外側パイプ材17の作製方法においては、内側パイプ材12を形成させた方法と同じ方法を用いればよい。第2減圧乾燥工程19においても、第1減圧乾燥工程15と減圧乾燥条件などは同じである。また、本実施形態では、第1減圧乾燥工程15と第2減圧乾燥工程19において、各工程ともパイプ材製造ライン50として連続した形態を示したが、連続させなくてもよい。例えば、引取装置55で引き取ったパイプ材33を一時的に保管した後、減圧乾燥装置56により減圧乾燥させることもできる。ただし、保管時間が長くなった場合には、パイプ材33の水分含有率などが向上してしまうおそれがあるので、保管時間はできる限り短くして、次工程へと進むことが好ましい。
Furthermore, the drying time is preferably 10 hours or more and 100 hours or less. In addition, in the production method of the
本発明においては、第1部材14および第2部材18を作製し、これらを嵌合させる前に、少なくとも第1部材14および第2部材18の内でいずれか一方を、上記のような所定の乾燥条件で減圧しながら乾燥させるようにする。なお、第1部材14および第2部材18をともに所定の乾燥条件で乾燥すると、それぞれが含有している水分や可塑剤などを除去することができるので好ましい。
In the present invention, the
次に、芯材作製工程13として、作製した内側パイプ材12の中空部にインナークラッド材用モノマーを注入して、インナークラッド材32を形成させる。インナークラッド材用モノマーは重合性モノマーであるメチルメタクリレート(以下、MMAと称する)を主成分として、所望の添加剤(例えば、重合開始剤、連鎖移動剤、ドーパントなど)を添加して調整する。インナークラッド材32は、内側パイプ材12の内側に、コア材31を形成させることができるように、円筒中空状になるように回転重合法により形成させる。
Next, as the core
この回転重合法は、内側パイプ材12の中空部にインナークラッド材用モノマーを注入し、この内側パイプ材を温水中で振動をくわえながら予備重合を行って、インナークラッド材用モノマーの粘性を高めた後に、内側パイプ材12の長手方向がおおむね平行かつ略水平となっているに保持した状態で、加熱しながら回転重合を行う。この際、内側パイプ材12は、その長手方向が水平となるようにした状態で回転させればよいが、例えば、内側パイプ材12の他端を吊るして、均等な回転を加味することができるようにしてもよく、回転方式については特に限定はされず、回転重合方法として公知のいずれの方法も、本発明には適用することができる。
In this rotational polymerization method, the inner clad material monomer is injected into the hollow portion of the
インナークラッド材32の中空部にコア材用モノマーを注入して、コア材31を形成させる。コア材用モノマーに関しては、上述した材料に、重合開始剤、連鎖移動剤、ドーパントなどを適宜添加して調整し、これを用いて、国際後悔第93/08488号パンフレット、特許第3332922号公報に記載されている方法などを適用して、GI型のコア材31を形成させて、(GI型)プリフォーム21を作製する。
The core material monomer is injected into the hollow portion of the inner
本発明において、芯材30の作製方法は、ここで示した形態に限定されるものではない。例えば、コア材形成ロッドを回転させながら界面ゲル重合を行う回転重合方法により形成することもできる。この場合には、コア部形成ロッドの中空部にコア材用モノマーを注入した後に、その一端を密閉し、回転重合装置内で水平状態を保持しながら、回転させて重合を進める。このとき、コア材用モノマーの供給は一括でもよいし、逐次または連続して供給してもよい。このとき、コア材用モノマーの供給量、組成、重合度を調整することで、中心に向けて連続して屈折率が高くなる分布を有するGI型の他に、階段状の屈折率分布を有するマルチステップ型光ファイバ素線などの製造にも適用することができる。
In the present invention, the method for producing the
嵌合工程20において、上述のような方法で作製した第1部材14を第2部材18の中空部に挿入することで、両部材を嵌め合わせてプリフォーム21を作製する(図2参照)。このプリフォーム21を延伸工程22で加熱延伸して線引きすることでPOF23を得ることができる。延伸工程22における延伸の方法に関しては、特に限定されるものではなく、いずれの既知の方法を適用することができる。なお、延伸工程22を行う前に、前述のパイプと同様の工程でプリフォーム21を減圧乾燥させると、プリフォーム21中の残留モノマーや水分の低減を図ることが好ましい。これにより、付着・含有している残留モノマーなどの揮発成分や水分を除去することができるので、加熱延伸時において、これらの物質が揮発して発泡するのを抑制することができる。
In the
図5に、POF製造設備60を示す。POF製造設備60は、プリフォーム21を加熱延伸しながら線引きしてPOF23を作製する際に用いられる装置であり、線引炉61と外径モニタ62と巻取リール63からなる。線引炉61は、加熱炉64と、その外側にヒータ65を内部に備える筐体であり、プリフォーム21の搬入出口となる上部開口66と下部開口67とが設けられている。
FIG. 5 shows a POF manufacturing facility 60. The POF manufacturing facility 60 is an apparatus used when the
所定の把持部材で把持されたプリフォーム21は、上部開口66から線引炉61内に送り込まれる。前記把持部材においては、真空度調節装置に接続されているアダプタであることが好ましい。このようなアダプタを用いると、真空度を調節することで、第1部材14と第2部材18との界面を容易に融着させることができる。この際の減圧度は、大気圧に対して、−10kPa以上−0.5kPa以下とすることは好ましい。減圧度が−10kPaを超えると、減圧度が高すぎるために、第1部材14および第2部材19ともに形状が変形してしまうおそれがある。一方で、減圧度が−0.5kPa未満の場合には、真空度が低すぎるので、第1部材14と第2部材19とを互いに融着させる効果が弱くなる。また、延伸時においては、プリフォーム21を回転させながら作業を行うことが好ましい。このように延伸時においてプリフォーム21を回転させると、より半径が均一な円柱状のPOF23を得る作製することができる。この回転方法に関しては、例えば、上述のアダプタに回転装置を連結しておけばよい。
The
プリフォーム21を加熱炉64に送り込み、加熱しながら延伸させる。加熱炉64には、これを加熱させるためのヒータ65が備えられており、このヒータ65により加熱炉64の内部温度を調整する。加熱温度は、プリフォーム21の材質に応じて適宜決定すればよいが、一般的には、180℃〜250℃の範囲であることが好ましい。また、延伸時における延伸温度や延伸張力などの延伸条件は、プリフォーム21や作製したいPOF23の形状および材質などを考慮して、適宜決定すればよい。これらの条件を考慮して、プリフォーム21を加熱しながら延伸を行うことでPOF23を作製する。POF23は下部開口67より送出された後に、外径モニタ62によりその外径が測定されるが、この測定結果に基づき、逐次線引条件を補正しながら延伸させることで、所望のPOF23を得ることができる。加熱延伸されたPOF23は、巻取リール63で巻き取られる。
The
線引張力については、特開平7−234322号公報に記載されているように、溶融したポリマを配向させるために、0.1N以上としたり、特開平7−234324号公報に記載されているように、溶融延伸後に歪を残さないようにするために、1N以上とすることが好ましい。また、特開平8−106015号公報に記載されているように、延伸の際に、予備加熱を設ける方法などをとることもできる。以上の方法によって得られるPOF23については、破断伸びや硬度について特開平7−244220号公報に記載のように規定することで、このPOF23を束にするなどして使用される光ファイバケーブルの曲げや側圧特性を改善することができる。
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-234322, the drawing tension is set to 0.1 N or more in order to orient the molten polymer, or as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-234324. Furthermore, in order not to leave distortion after melt drawing, it is preferable to set it to 1 N or more. Further, as described in JP-A-8-106015, a method of providing preheating at the time of stretching can be used. With respect to the
なお、本実施形態においては、第1部材14と第2部材18とを別工程で作製した後に、これらを嵌め合わせてプリフォーム21とし、このプリフォーム21を加熱延伸させて線引きすることで、第1部材14と第2部材18とを融着させながらPOF23を作製したが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、第1部材14と第2部材18とを嵌め合わせる際において、接着剤を用いて嵌合面を接着させたものをプリフォーム21とし、これを加熱延伸させて線引きすることでPOF23を作製してもよい。
In the present embodiment, after the
本発明により得られるPOF23により、プラスチック光ケーブルを作製することができる。このプラスチック光ケーブルには様々な形態があるが、特に限定はされない。例えば、これらを同心円状にまとめた集合型や、一列に並べたテープ型などが挙げられる。また、本発明に係るPOF23や光ファイバケーブルなどを用いた光伝送体は、端部に接続用光コネクタを用いて接続部を確実に固定することが好ましい。コネクタとしては、一般に知られているPN型、SMA型、SMI型、F05型、MU型、FC型、SC型などの市販の各種コネクタを利用することができる。
A plastic optical cable can be produced by the
本発明のPOF23から得られたプラスチック光ケーブルは、従来に比べて、軸ずれに対する許容度が高いために、突き合せにより接合しても用いることができるが、より好ましくは、その端部に接続用光コネクタを備えて、互いの接続部を確実に固定することが好ましい。コネクタとしては一般に知られている、PN型、SMA型、SMI型などの市販の各種コネクタを利用することができる。さらには、種々の発光素子や受光素子、光スイッチ、光アイソレータ、光集積回路、光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置などが組み合わされて好適に用いられる。この際には、必要に応じて他の光ファイバ素線などと組み合わせてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用でき、例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際(エヌ・ティー・エス社発行)、日経エレクトロニクス2001.12.3号110頁〜127頁「プリント配線基板に光部品が載る,今度こそ」などを参考にすることができる。前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線、車両や船舶などの内部配線、光端末とデジタル機器、デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光LANなどをはじめとする、高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。
Since the plastic optical cable obtained from the
さらに、IEICE TRANS. ELECTRON.,VOL.E84−C,No.3,MARCH 2001,p.339−344 「High−Uniformity Star Coupler Using Diffused Light Transmission」,エレクトロニクス実装学会誌 Vol.3,No.6,2000 476頁〜480頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開2003−152284号公報に記載の導波路面に対する発光素子の配置;特開平10−123350号、特開2002−90571号、特開2001−290055号などの各公報に記載の光バス;特開2001−74971号、特開2000−329962号、特開2001−74966号、特開2001−74968号、特開2001−318263号、特開2001−311840号などの各公報に記載の光分岐結合装置;特開2000−241655号などの公報に記載の光スターカプラ;特開2002−62457号、特開2002−101044号、特開2001−305395号などの各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム;特開2002−23011号などに記載の光信号処理装置;特開2001−86537号などに記載の光信号クロスコネクトシステム;特開2002−26815号などに記載の光伝送システム;特開2001−339554号、特開2001−339555号などの各公報に記載のマルチファンクションシステム;や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを用いた、より高度な光伝送システムを構築することができる。以上の光伝送用途以外にも照明(導光)、エネルギー伝送、イルミネーション、センサ分野にも用いることができる。 Further, IEICE TRANS. ELECTRON. , VOL. E84-C, No. 3, MARCH 2001, p. 339-344 “High-Uniformity Star Coupler Using Diffused Light Transmission”, Journal of Japan Institute of Electronics Packaging, Vol. 3, No. 6,2000, pages 476 to 480, which are described in “Interconnection by Optical Sheet Bus Technology”, and the arrangement of light emitting elements on the waveguide surface described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-152284; , JP-A-2002-90571, JP-A-2001-290055, and the like; JP-A-2001-74971, JP-A-2000-329962, JP-A-2001-74966, JP-A-2001-74968 , JP 2001-318263, JP 2001-31840, etc .; optical branch couplers described in JP 2000-241655, etc .; optical star couplers described in JP 2000-241655, etc .; Optical signals described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2002-101044 and 2001-305395 Optical signal bus system; optical signal processing apparatus described in JP-A No. 2002-23011; optical signal cross-connect system described in JP-A No. 2001-86537; optical described in JP-A No. 2002-26815 Multi-function system described in each publication such as JP 2001-339554 A and JP 2001-339555 A; various optical waveguides, optical splitters, optical couplers, optical multiplexers, optical demultiplexers, etc. In combination, it is possible to construct a more advanced optical transmission system using multiplexed transmission and reception. In addition to the above light transmission applications, it can also be used in the fields of illumination (light guide), energy transmission, illumination, and sensors.
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
図4に示すφ50mm径のスクリュー押出機(プラスチック工学研究所製)を備えた溶融押出装置51で、PVDF(ポリフッ化ビニリデン;呉羽化学工業製 KF ポリマ#850、融点177℃)を、押出ダイス52を用いて押出温度190℃で外径25mm、内径24mmの円筒中空状の成形体を押出した後に、真空ポンプ57で真空引きしながら、成形ダイス53(プラスチック工学研究所製)を用いて成形し成形体を作製した。この成形体を冷却装置54に送り込み、その外面を冷却させて冷却固化させた後に、引取装置55で引取り、減圧乾燥装置56で温度5℃、1kPa以下の雰囲気で70秒間減圧乾燥させてから、長さ900mmとなるように切断して、内側パイプ材12を作製した。
A
長さ900mmの内側パイプ材12を重合容器に挿入し、この重合容器をエタノールで洗浄した後に、乾燥させた。乾燥後、内側パイプ材12の一端を栓37で塞いだ状態で、この中空部にインナークラッド材用モノマーを注入して、回転重合させて、内側パイプ材12の内部に円筒中空状のインナークラッド材32を形成させた。このとき、インナークラッド材用モノマーとしては、重水素化メチルメタクリレート(MMA−d8 和光純薬(株)製)を205.0gと、2,2`−アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを0.0881gと、1−ドデカンチオール(ラウリルメルカプタン)1.318gとをそれぞれ軽量して、混合させた混合材料を用いた。
The
インナークラッド材32を重合させた後に、その中空部にコア材用モノマーを注入して、インナークラッド材32と同様にして回転重合させて、コア材31を形成させた。このとき、コア材用モノマーとしては、重水素化メチルメタクリレート(MMA−d8 和光純薬(株)製)を141.0gと、2,2`−アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを0.120gと、1−ドデカンチオール(ラウリルメルカプタン)0.526gと、ドーパントとして、ジフェニルスルフィド(DPS)10.32gとをそれぞれ軽量して、混合させた混合材料を用いた。このとき、作製した第1部材14の外周面の表面粗さRaを0.3μmとした。
After the inner
次に、第1部材14の作製時と同じ装置および条件を用いて、第2部材18である円筒中空状の外側パイプ材17を作製した。このとき、外側パイプ材用モノマーとしては、内側パイプ材用モノマーと同じ素材(PVDF樹脂)を用いて、外径32mm、内径25mmの外側パイプ材17を作製した。このとき、作製した第2部材18の内周面のRaを0.4μmとした。
Next, a cylindrical hollow
第2部材18の中空部に第1部材14を挿入し、これらを嵌め合わせてプリフォーム21を作製した後、このプリフォーム21を、POF製造設備60を用いてPOF23を作製した。加熱延伸時においては、加熱炉64の内部温度が210℃となるようにヒータ65を用いて調整を行いながら、3.6m/分の延伸速度で延伸を行い、互いに第1部材14と第2部材18とを融着させて、外径が500μmのPOF23を作製した。このとき、下端部が溶融後、嵌め合わせた部分が大気圧に対して−1.0kPaとなるように減圧した。
After the
実施例1と同じ装置、条件および素材を用いてPOF23を作製した。ただし、実施例2では、第1部材14および第2部材18とを作製した後、減圧乾燥させずに、これらを嵌め合わせてプリフォーム21とした。
POF23 was produced using the same apparatus, conditions and materials as in Example 1. However, in Example 2, after the
〔評価方法〕
各実施例において作製したPOF23を用いて、POF23に荷重を経時変化させながら付加した際の伝送損失を測定した(測定1)。また、各POF23の曲げ半径を上昇させた際に生じる伝送損失上昇度を測定した(測定2)。
〔Evaluation methods〕
Using the
図6に、測定1で得られた実施例1および実施例3における各POF23の時間と伝送損失との関係図を示す。これより、減圧乾燥していない第1部材14と第2部材18とで作製したPOF23(実施例2)に対して、減圧乾燥させた第1部材14と第2部材18とを用いて作製したPOF23(実施例1)は、荷重付加の度合いを変化させても伝送損失がほとんど変化することがなかった。図7に、測定2で得られた各POF23の曲げ半径と伝送損失上昇度との関係図を示す。実施例1と同様に実施例2は、得られた曲線の変化傾向にはほとんど差異はなかったが、嵌合面を減圧乾燥して嵌合面間の揮発分を除去した実施例1に対して、実施例2では全体的に損失上昇の値が大きくなった。
FIG. 6 shows a relationship diagram between the time and transmission loss of each
以上より、第1部材14と第2部材19との嵌合面となる第1部材14の外周面および第2部材19の内周面との表面粗さRaを0.5μm以下に調整し、減圧乾燥させた第1部材14と第2部材18とを嵌め合わせて作製したプリフォーム21からは、低伝送損失のPOF23を作製することができることが確認できた。
From the above, the surface roughness Ra between the outer peripheral surface of the
12 内側パイプ材
14 第1部材
15 第1減圧乾燥工程
17 外側パイプ材
18 第2部材
19 第2減圧乾燥工程
20 嵌合工程
21 プラスチック光ファイバプリフォーム
23 プラスチック光ファイバ素線(POF)
50 パイプ材製造ライン
56 減圧乾燥装置
60 POF製造設備
DESCRIPTION OF
50 Pipe material production line 56 Vacuum drying equipment 60 POF production equipment
Claims (6)
前記第1部材の外周に配される円筒状の外側パイプからなる第2部材とをそれぞれ作製し、少なくとも前記第1部材と前記第2部材のいずれか一方を、所定の乾燥条件で減圧しながら乾燥させた後に、前記第2部材の中空部に前記第1部材を挿入して、プラスチック光ファイバプリフォームとし、これを加熱延伸させて線引きすることでプラスチック光ファイバ素線を製造することを特徴とするプラスチック光ファイバ素線の製造方法。 A columnar first member comprising a core material made of a core and a clad, and an inner pipe disposed on the outer periphery of the core material;
A second member made of a cylindrical outer pipe disposed on the outer periphery of the first member is produced, and at least one of the first member and the second member is decompressed under a predetermined drying condition. After drying, the first member is inserted into the hollow portion of the second member to form a plastic optical fiber preform, and this is heated and stretched to draw a plastic optical fiber. A method for producing a plastic optical fiber.
A plastic optical fiber strand manufactured by the method for manufacturing a plastic optical fiber strand according to any one of claims 1 to 5.
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